在建設電力電子（zǐ）驅動主導的解決方（fāng）案，需要考（kǎo）慮兩個主要的DC / DC電源類，即線性穩壓器和開關穩壓器。線性穩壓器具有減少零（líng）部件數和降低電磁幹擾（EMI）的優點，但在效率和熱耗方麵有嚴重（chóng）的弊端。因（yīn）此，開（kāi）關穩壓器是許多設計者的首選。直流電源和LED類（lèi）型的數（shù）量需要選擇確定LED驅動器（qì）的拓撲結構。如果電源電壓超過總LED電壓，則需要降壓轉換器。如果LED總成的電壓（yā）超過電（diàn）源電壓，則需要一個升（shēng）壓轉換器。最後，根據具體的條件，LED電壓可能高於或低於（yú）電源（yuán）電壓，這樣，就應該采用降（jiàng）壓/升壓或單端初級電感轉換器（qì）（SEPIC）等電源拓撲技術。

除了LED電（diàn）源外，照明係統的（de）設計還需要考慮很多因素。LED電路設計的另一個重要（yào）的考慮因素是熱管理。改善LED驅動器集（jí）成電路的熱性能的一種方式是通過控製LED正向電流，該正向電流是溫度的函數。這（zhè）可以通過使用外部電流來誘導溫（wēn）度和（hé）控製LED的電流（liú）供（gòng）應來實現，但更有效的解決方案是使用具（jù）有必要內（nèi）置功（gōng）能的集成電路。

美（měi）國的（de）國家半導體產品包括許多能夠實現多種拓撲結構的（de）開（kāi）關調節器集成電路（lù）。此外，美國國家半導（dǎo）體專為LED的應用，開發了一係列的集（jí）成電路（lù），其中有許多（duō）汽（qì）車應用功能的電子係統。本文將探討幾個應用實例大燈驅動汽車電子係統。

一個使用助推器調節器的大型燈的例（lì）子

LED越來越多地被用於汽車前照燈和其他前瞻性照明係統.一個典型的前照燈應用（yòng）程序可以使用以多種方式排列（liè）的10個白色LED。對於各LED最大VF為（wéi）4V的情況，如果設計師希望使（shǐ）用在一（yī）個燈組中串聯全部（bù）LED的拓撲（pū）結構，將需要（yào）設 置（zhì）DC/DC級來驅動（dòng）LED.在這（zhè）種情況下，可以對標稱12V~14VDC電源（yuán）總線使用單個升壓開關功率級。

美國國家半導體研發的多種集成電路正是符合這種應用要求，例如LM342x係（xì）列：LM3421、LM3423、LM3424和LM3429部件。該係列集成電（diàn）路包（bāo）含多種多功能器件，可作為sopic拓撲中boost、buck、buck/boost或低壓側外接MOSFET的控製器。LM3421、LM3423和LM3429部件都使用峰值電流模式控製器（qì）和預測性關閉時（shí）間（jiān）設計來調節太陽能路燈電（diàn）流。峰值電流模式控製器與預測開關時間設計相結合，簡化（huà）了環路補償設計，同時提供了本征（zhēng）輸入電壓前饋補償（cháng）。LM 3429是本係列的基本部分，是優化成本和尺（chǐ）寸特性的控製器解（jiě）決方案。LM3421增設（shè）了用於控製外部調光FET和 係統“零電流”關閉特（tè）點的集成驅動器。進一步增加了（le）太陽能路燈狀態輸出標（biāo）記、故障標記、可編程（chéng）故障計時器（qì）和邏輯針（zhēn）腳,用於控製調光驅動器的極性。 最後，LM3424與LM3421類似，但使（shǐ）用標準峰值電流模式控製器。LM 3424還具有編程開關頻率的功能，或通過可編（biān）程斜坡補償、軟（ruǎn）啟動和（hé）LED電流回熱功能與外部電源同步。

LM342x係列采（cǎi）用控製器集成電路來實現所需的功能和整個（gè）係統設計的（de）最大靈活性。圖（tú）1以LM3421為例，顯示升壓配置中使用LM342x係列（liè）驅動 LED燈組的一個示例。一個關鍵特征LM342x拓撲（pū）的LED電流檢測高壓側時，它允許最（zuì）後LED的燈陰極在本地（dì）底盤接地的（de）組中，和感應電壓可被反饋到差動集成電路。這是一個重要優點，因為LED燈（dēng）和所述驅動器（qì）集成電路可彼（bǐ）此分離。

使用（yòng）熱返送（sòng）升壓穩壓器的大燈示例 LED製造商通常在數據表中包含（hán）顯示LED最大允許正向電流和溫度的圖線，以確保部件（jiàn）的可靠性，這也（yě）稱為安（ān）全工作區（SOA）。在較低溫度下測量LED的最大（dà）額定電流（liú），但超過（guò）特定溫度後，最大允許電流值減小。由於LED係統的主要（yào）設（shè）計要素是適當的散熱和通風，許多應用都需要考慮不可預測的條件，即使是最佳的熱設計也可能無法（fǎ）阻止這些情（qíng）況的發生。例如，前照燈總成被淤泥或其他碎屑堵（dǔ）塞。由於對車輛的安全運行非常重要，為了防止照明（míng）係統的災難性故障，有必要在較低的工（gōng）作點保持LED正常照明，並將電流保持在（zài）安全工作區。

為了達（dá）到根據溫度調節LED電流的（de）目（mù）的，可以采用多種不同的方法。一種方法是建立溫度傳感電路來驅動LED驅動器集成模擬電流調節引腳的電路。更簡單的解決方法是使用LM3424等具有內置熱返送（TFB）功（gōng）能的LED驅動器集成電路。圖2顯示了LM3424熱返送功能所需的外部零部件示例。 　　使用LM3424驅動LED和（hé）執行熱電流控製具有（yǒu）多項優點。首先，不需要在（zài）外部配備大部分複雜的（de）部（bù）件（例如多個運算放（fàng）大器），因為這些在集成電路（lù）中已集成。在最簡單的配置中，實現熱返送隻需要少（shǎo）量標（biāo）準電阻器和（hé）負溫度係數（shù）（NTC）熱敏電阻。如果（guǒ）需要更高的精度，設計師可以使用LM94022等精確溫度（dù）傳感器替換RBIAS和RNTC.此外，LM3424使用戶可以設置LED電流開始熱返送（sòng）的溫度和電流返送的斜率。這允（yǔn）許設計人員重現準確使用小電流額定值的外（wài）構件製造商的數據表的下降曲線，同時增加所表現出的溫度依賴特性。

使用LM3424所示，集成電路將在到達某溫度時返送LED電（diàn）流，此時，LED電流（liú）為零。這與LED作為係（xì）統中的主要熱發生器不同。對於應用程序，例如大（dà）燈（dēng）組件，設計人員可能要建立一個安全功能，即使LED可能的條件（jiàn）下工作超出了安全工（gōng）作區，始終能夠提供（gòng）光輸出。對於此（cǐ）類情況，LED電流與溫度曲線將如下圖（tú）中示（shì）例所示。盡管lm3424不具有這種內置（zhì）特性，但這可以使（shǐ）用外部鉗位電路輕（qīng）鬆實現（xiàn），並防止tssense管腳上的電壓降到預定值以下。

雖（suī）然車輛電（diàn）氣係統在12V〜14VDC條（tiáo）件典型地運行，但在特殊（shū）情況下（xià），可能會超過電源電壓到係統組件或低（dī）於正常工作範圍。例如，在冷起動的（de）情況下，係（xì）統電源可以是4.5V或更（gèng）小，負載突降的條件下，該電壓可以是60V 40V之間。如果在這（zhè）些特殊情況下仍（réng）需要LED來工作或保護，則設（shè）計人員（yuán）可能希（xī）望選擇提供（gòng）恒定（dìng）LED電流的功（gōng）率電平，而不管（guǎn）電源電壓和LED組電壓之間的關係如何。SEPIC使用一種（zhǒng）開關調（diào）節器可以執行升壓和降壓操（cāo）作。

SEPIC轉換器的（de）效率可能不如buck或boost轉換器（qì），但這種拓撲結構有許多優點。除（chú）了（le）升壓和降壓（yā）功能，用（yòng）於汽（qì）車應用的電子係統的另一（yī）特別的優點是（shì）CSEPIC電容器提供輸入（rù）和（hé）輸出之間的隔離。SEPIC轉換器的缺點是需要兩個電感器，但是兩個電（diàn）感器可以容易地纏繞（rào）在同一芯上，而不（bú）是（shì）作為兩個單獨的組件。